王新宇
呼和浩特铁路局集宁机务段 内蒙古呼和浩特市 012000
摘要:本篇文章当中主要介绍变压器油在正常的和非正常的情况下其气相色谱的数据特征。并且通过对气相色谱的分析，然后对变压器的运行状况进行检查以及判断。
关键词：变压器油；气相色谱的特征；故障判断
变压器是机车当中非常重要的一个组成部分。在机车运行当中，主要的作用是完成电压的变换。可以说电力变压器的正常运行对于整个铁路系统来说是非常重要的，是保障机车系统能否安全可靠运行的重要保证。因此，我们必须要在最大程度上去减少变压器会出现的故障以及事故发生的概率。但是变压器毕竟是要长期运行的，所以说故障问题以及事故不可能完全的避免。为了能够最大限度的解决一些可能会出现的突发性的事故，我们必须去研究以监测为基础的预防性的维护策略。这样可以更加方便的去诊断变压器在运行过程当中潜伏性的一些故障和缺陷。通过气相色谱可以去分析变压器绝缘油当中所溶解的气体。这样就可以提前预知充油电气设备内存在的一些潜伏性的故障问题，这也是一种非常重要的手段。这种检测技术可以在不停电的情况下就进行，也不会受到外界因素的影响。对运行设备进行定期检测，可以有效的保证设备的安全运行。
1、变压器产生气体的机理
变压器的绝缘材料主要包括两种，一种是绝缘油，第二种是绝缘纸。绝缘油，就是从石油当中分离出来的一种矿物油。绝缘油的主要成分包括烷烃、环烃族饱和烃等等一些化学物质。绝缘纸的构成材料主要是纤维素。变压器在运行的过程当中处于一个正常的状态的话，绝缘油和绝缘纸在运行的过程当中会慢慢的老化，并且会变质，甚至分解出少量的气体。比较常见的分解出来的气体包括co，co2，以及h2，ch4等等。变压器的内部存在一些潜伏性的故障的话，绝缘油和绝缘纸就会因为这些故障问题而分解出一些烃类气体。不同化学结构的碳氢化合物是有着不同的热稳定性的。绝缘油会因为故障点的温度升高而导致破裂，并且会分解出一些烷烃、烯烃类的化学物质。
在正常的情况下，充油电气设备当中的绝缘油和绝缘纸也会因为热和电的情况开始逐渐老化以及分解，会产生一些低分子烃类气体。包括co和co2这些气体都会溶解在油当中。如果充油电器的内部出现了故障的话，那么这些气体的溶解速度就会不断加快。随着故障变得越来越严重，这些气体就会分解成气泡。在油当中出现对流以及扩散等情况，然后再不断溶解在油当中，故障气体的组成和含量是跟故障的性质有关的。所以说，在变压器运行的过程当中，我们必须定期对变压器油进行色谱分析。那我们可以尽早的发现潜伏在变压器当中的故障，这样可以避免设备突然发生故障，造成经济损失。
2、气相色谱分析过程
通过气相色谱分析能够有效地判断铁路机车的变压器潜伏的故障问题，在正常的情况下，充油电气设备的绝缘油和绝缘材料是会随着变压器的热逐渐老化的，并且会产生少量的CO等气体，这些气体会融到油当中。如果变压器存在潜伏性过热或者是放电故障的情况，那么就会加快这些气体的分解速度，故障越严重，这些气体融入到油中就会越多。
油里面的溶解气体超过了注意值的话，我们就能够发现变压器当中存在的问题，CH是变压器的主要特征气体，一般来说铁路的检测时间为一年一次，有时也因为运营问题进行临时检测，检测的时候由人工选取一定的变压器油，在室内完成气相色谱分析。
3、气相色谱判断故障特征的常用方法
3.1过热性故障
变压器的过热性故障，我们可以将其分为三种，一种是裸金属过热，第二种是绝缘纸过热，第三种是低温度过热。
（1）裸金属过热。裸金属过热指的就是设备内部的热量只能够引起绝缘油出现分解情况，变压器内部出现裸金属过热的情况，主要的原因包括开关的接触不良或者是变压器的连接处的焊接不够牢固，或者是局部短路。当变压器出现裸金属过热这样的情况的时候，变压器油当中的气体的烃量也会增多。尤其是ch4和C2H4这两种特殊气体，他们的总含量可以达到80%及以上。故障点温度比较低的时候，ch4:较多，当故障点的温度升高的过程当中，C2H4会逐渐增多。除此之外，h2的含量也会急剧增加。如果故障点严重过热的话，那么也会产生少量的C2H2，但是含量不高，不会超过总烃的60%。
（2）绝缘纸过热。出现绝缘纸过热的情况会产生一些低分子烃类气体，除此之外还会产生co以及Co2。
（3）低温度过热。变压器长期处于过负荷时期，以及一些其他的原因使绝缘纸长期处在低温状态。这样的状态下，变压器油基本上不会出现分解的情况。所以会因为低温度过热而导致绝缘纸碳化，然后产生co以及co2。
3.2放电性故障
变压器的放电性故障也可以分为三种。第一种是高能量放电，第二种是低能量放电，第三种是局部放电。
（1）高能量放电。高能量放电也叫做电弧放电。主要引起高能量放电的原因包括分接开关的飞弧以及引线断裂导致闪络等等。这种故障产生的比较突然，并且气量非常大。主要的故障气体是C2H2。除此之外，就是ch4。这种高能量放电的故障能量比较大。如果故障问题还涉及到绝缘纸的话，那么co的含量也会比较高。
（2）低能量放电。低能量放电也叫做火花放电，是一种间歇性的放电障碍。引起这样的故障的原因主要是铁芯片之间出现故障或者是铁心的接地不良等等。出现这种故障时的主要气体包括h2，其次就是C2H4。这种故障出现的时候能量是比较小的，所以一般来说烃的含量不是很高。
（3）局部放电。局部放电一般发生在绝缘纸当中以及悬浮带电体的空间内。发生这种故障的时候，主要的气体是h2，其次就是ch4。如果放电的时候密度比较高，也会出现少量的C2H2。但是含量一般都非常的低，是不会超过2%的。所以说，无论是哪一种放电性障碍，只要出现了放电性障碍，那么只要绝缘纸在就一定会产生两种气体，就是CO以及co2。
4、结语
使用气相色谱法对变压器当中的溶解气体进行分析，可以在早期就判断出变压器当中可能存在的一些故障以及故障的位置和严重程度。这样有助于早期就采取措施，可以避免变压器出现更加严重的故障。在使用变压器的过程当中，单位应该定期的对其进行检修以及巡查。避免变压器在使用的过程当中出现事故。变压器的绝缘油当中的气体和充油设备之间有着非常复杂的关系。我们在使用色谱分析法的同时，也应该使用一些其他的检修方法，这样才能够更好的判断故障，保证电网的安全。
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